Vulkanismus am nördlichen Oberrheingraben

Überblick und Einordnung

Der Vulkanismus am nördlichen Oberrheingraben umfasst vulkanische Relikte und Erscheinungen aus Kreide und Paläogen in der oberrheinischen Tiefebene sowie in den angrenzenden Gebieten von Pfälzer Wald, Odenwald, Taunus und Spessart nördlich von Karlsruhe. In der Fachliteratur wird dafür auch die Bezeichnung „Vulkangebiet Odenwald, Spessart und Taunus“ verwendet.

Die heute erhaltenen vulkanischen Bildungen sind meistens kleinräumig und geographisch voneinander isoliert. Ihre Entstehung wird mit der Frühphase der Bildung des Oberrheingrabens in Verbindung gebracht. Die ältesten bekannten Vorkommen entstanden allerdings lange vor dem eigentlichen Grabenbruch.

Formen und wichtige Fundorte

In den Mittelgebirgen rund um den Oberrheingraben kommen vor allem erodierte vulkanische Schlote vor. Ein Schlot ist der frühere Aufstiegsweg vulkanischen Materials. Manche Schlote bilden als Härtlinge auffällige Erhebungen, weil ihr widerstandsfähiges Gestein langsamer verwittert als das weichere Nebengestein. Beispiele sind Otzberg und Katzenbuckel. Andere Schlote sind an der Geländeoberfläche kaum zu erkennen. Vulkanische Gänge, also in Spalten erstarrte Gesteinskörper, treten seltener auf.

Im eigentlichen Oberrheingraben sind die Vulkanite meist von jüngeren Sedimenten bedeckt und deshalb nur zufällig durch Bohrungen entdeckt worden. Ausnahmen liegen auf dem Niersteiner und dem Sprendlinger Horst. Ein Horst ist eine gegenüber seiner Umgebung herausgehobene Scholle des Untergrundes. Auf dem Sprendlinger Horst befindet sich das Maar von Messel. Ein Maar ist ein durch eine Explosion entstandener Vulkankrater. Messel ist wegen seiner sedimentären Füllung und der darin erhaltenen Fossilien bekannt, aber im Gelände nicht unmittelbar als vulkanische Bildung erkennbar.

Am westlichen Rand des nördlichen Oberrheingrabens liegt das Nierstein-Astheim-Vulkansystem. Dazu gehört der bei Niedrigwasser im Rheinbett sichtbare Maar-Diatrem-Vulkan Kisselwörth an der westlichen Hauptstörung des Oberrheingrabens. Ein Diatrem ist ein durch vulkanische Explosionen geschaffener, mit zertrümmertem Material gefüllter Schlot. Hier ereignete sich vor etwa 56 Millionen Jahren eine phreatomagmatische Maar-Eruption, bei der aufsteigendes Magma mit Wasser in Kontakt kam. In der Nähe wurde außerdem der Aufstieg von Tiefenwasser in flache Grundwasserleiter nachgewiesen.

Ein als „Vorläufer“ des Vogelsberges bezeichnetes Vulkansystem besaß einen Schlot bei Bellmuth und Förderspalten im Raum Ranstadt in der Wetterau. Es wurde durch Erosion bis auf das subvulkanische Niveau unterhalb der ehemaligen Erdoberfläche abgetragen. Seine Gesteine sind nur durch Bohrungen oder als Xenolithe nachweisbar; Xenolithe sind fremde Gesteinsstücke, die in ein anderes Gestein eingeschlossen wurden.

Zeitliche Entwicklung

Die Datierungen zeigen, dass die vulkanische Aktivität bereits in der Oberkreide und damit lange vor der Entstehung des eigentlichen Grabenbruchs begann. Das älteste datierte Vorkommen ist ein kleiner Basaltkörper im Spessart mit einem Alter von 83 Millionen Jahren. Die ältesten vulkanischen Gesteine des Katzenbuckels im südlichen Odenwald sind etwa 70 Millionen Jahre alt. Für einige Trachytvorkommen auf dem Sprendlinger Horst wurden Alter zwischen 70 und 65 Millionen Jahren bestimmt. Auch die Gesteine des „Vogelsberg-Vorläufers“ gehören in diesen Zeitraum.

Im Paläogen häufen sich die Gesteinsalter im Paläozän und Eozän. Daneben existieren jüngere Vorkommen bis zum großflächigen Beginn des jüngeren Vulkanismus im Vogelsberg und in der Rhön, der überwiegend im Neogen stattfand. Besonders jung ist ein basaltischer Tuff bei Bermbach nahe Idstein im Taunus: Er wurde auf 3,5 Millionen Jahre datiert und gehört damit in das Pliozän.

Gesteine

Petrographie bezeichnet die Beschreibung und Einordnung von Gesteinen. Die häufigsten vulkanischen Gesteine des Gebiets sind Basalt, Basanit und Foidit. Zu den Foiditen gehört der bekannte Sanidinnephelinit des Katzenbuckels. Teilweise sind die Gesteine als Limburgit ausgebildet.

Trachyt tritt nur vereinzelt auf. Phonolith ist lediglich von einem Vorkommen bekannt, der Rückersbacher Schlucht im Spessart. An wenigen Orten finden sich außerdem Pyroklastika, also bei explosiven Ausbrüchen ausgeworfenes und abgelagertes Material. Dazu gehören Tuffe mit basaltischer, basanitischer oder foiditischer Zusammensetzung.

Nutzung und wirtschaftliche Bedeutung

Vulkanische Gesteine wurden an zahlreichen Stellen in Steinbrüchen gewonnen. Da die einzelnen Vorkommen meist nur klein waren, war ein Abbau in großem Maßstab gewöhnlich nicht möglich.

Zwischen Aschaffenburg und Obernburg am Main treten im Zusammenhang mit den vulkanischen Bildungen Eisenerzvererzungen auf. Sie lagen an den Kontaktzonen zwischen den Vulkaniten und dem umgebenden Nebengestein und wurden in kleinen Gruben und Bergwerken abgebaut. Der Name des Obernburger Stadtteils Eisenbach erinnert an diesen historischen Bergbau. Die Eisenerzförderung kam bereits im 19. Jahrhundert weitgehend zum Erliegen. In einigen ehemaligen Erzgruben wurde danach noch Basalt gewonnen.

Abgrenzung von älteren Vulkaniten

Im Norden des Gebiets liegen teilweise unmittelbar neben den kretazisch-paläogenen Vulkaniten deutlich ältere vulkanische Gesteine aus dem Perm. Dazu zählen meist veränderte Basalte, die als „Melaphyre“ bezeichnet werden, beispielsweise am Kaiserlei-Felsen bei Frankfurt am Main. Ebenfalls vertreten sind Rhyolithe, die als „Porphyre“ bezeichnet werden, etwa bei Groß-Umstadt im Odenwald und bei Sailauf im Spessart.

Obwohl auch diese Gesteine vulkanischen Ursprungs sind, werden sie nicht zum Vulkanismus am nördlichen Oberrheingraben gerechnet. Sie entstanden während einer wesentlich älteren Phase vulkanischer Aktivität nach dem Abschluss der variszischen Gebirgsbildung am Rand der Saar-Saale-Senke.